1、收稿日期:2022 12 23;修订日期:2023 02 08作者简介:夏翔(1966)，女，教授，研究方向:机械、模具和低压铸造工艺技术。基金项目:江西省自然科学基金项目(20181BAB206028);江西省教育厅科学技术研究重点项目(GJJ201006);吉安市重大科技专项(吉财教指 2020 83 号);吉安市指导性科技计划项目(吉市科计字 2022 4 号工业类 3)。*通信作者:谢世坤(1973)，男，教授，博士，主要研究方向为轻合金材料成型工艺控制。E mail:xskun163 com。第 41 卷第 1 期2023 年 2 月江西科学JIANGXISCIENCEVol 41
2、No 1Feb 2023doi:1013990/j issn1001 3679 202301025不同型砂配方对型砂性能影响的研究夏翔，金伟，高芝，肖寿仁，谢世坤*(井冈山大学机电工程学院，343009，江西，吉安)摘要:针对某铸造厂在新的生产条件下型砂质量下降，铸件废品率明显增加的现象，有必要对型砂性能和质量实施有效检测及控制。通过试验测试了加入不同含量的膨润土、FS 粉和水对型砂性能的影响，得到了型砂、膨润土、FS 粉的较佳组合及性能较好的型砂配方及混制工艺，对提高型砂质量、降低由于型砂质量控制不稳而造成的铸件废品率有重要意义。关键词:型砂;性能测试;影响;较佳配方中图分类号:TG222文
3、献标识码:A文章编号:1001 3679(2023)01 145 03Study on the Effect of Different Formulationson Molding Sand PropertiesXIA Xiang，JIN Wei，GAO Zhi，XIAO Shouren，XIE Shikun*(School of Mechanical and Electrical Engineering，Jinggangshan University，343009，Ji an，Jiangxi，PC)Abstract:Under a new production condition，we ai
4、m at the case of decline in the molding sandquality and a significant increase in castings reject rate in a foundry It is necessary to make effectivedetection and control on molding sand properties and quality Different contents of bentonite，FSpowder and water were tested by experiments on the influ
5、ence of molding sand properties We get abetter combination with molding sand，bentonite and water，get sand formulation and mixing processon better performance It has great significance on improving molding sand quality，reducing castingrejection rate for unstable sand quality controlKey words:molding
6、sand;performance test;influence;better formulation0引言某铸造厂生产汽车铸铁件采用粘土砂湿型铸造，粘土型砂的质量直接影响铸件质量，因型砂质量性能下降且控制不稳定产生的铸件缺陷(砂渣孔、气孔)明显上升。日本壳体铸件，特别是M593 壳体粘砂严重，型砂的防粘性能较弱，铸件的废品率升高，大大降低了劳动生产率，增加生产成本。因此为了提升铸件的质量，急需找到新的生产条件下，型砂质量下降、铸件废品率明显增加的真正原因，对型砂性能和质量实施有效监测与控制，解决由于型砂质量控制不稳而带来的铸件废品率居高不下的问题。通过一系列的试验测试加入不同含量的膨胀土、FS
7、 粉和水对型砂性能的影响，对降低由于型砂质量控制不稳而造成的铸件废品率具有重要意义1 2。1试验配方及结果测试加入不同含量的膨润土、FS 粉和水对型砂性能的影响。以获得“型砂、膨润土、FS 粉、水”组成的较佳配方。配制的型砂性能，采用标准方法检测3 5。混砂时间:干混 3 min、湿混 8 min，表面稳定性的检测时间为过筛 2 min。试验配方及结果见表 1 及图 1 图 4。表 1新砂+膨润土+FS 粉+水的型砂性能试验号试验参数性能参数结果膨润土/%FS 粉/%水/%含水量/%紧实率/%透气性/Pa抗压强度/kgcm2剪切力/kPa极限变形/mm破碎指数/%表面稳定性/%11(7)1(4
8、)1(25)2 52491530 96160 2561 699 121(7)2(5)2(30)3 02521500 90120 6169 298 931(7)3(6)3(35)3 66571400 8190 4966 399 542(8)1(4)2(30)3 06501601 01160 2769 599 652(8)2(5)3(35)3 78551501 00120 5570 499 862(8)3(6)1(25)2 56451301 11200 7165 699 073(9)1(4)3(35)3 72561601 03160 7373 099 783(9)2(5)1(25)2 544113
9、01 40220 5358 598 493(9)3(6)2(30)3 06451331 20200 6269 399 1图 1抗压强度/kgcm2图 2剪切力/kPa图 3对抗压强度的影响图 4对剪切力的影响2试验分析综合比较，试验 6(84 新砂+8 膨润土+6 FS粉+2 5 水)、试验 8(84 新砂+9 膨润土+4 FS粉+3 5 水)、试验 9(84 新砂+9 膨润土+6 FS粉+3 水)的型砂性能相对较好，在紧实率较好的前提下，含水量适中，剪切力和抗压强度较高、韧性(极限变形、破碎指数、表面稳定性等)较好。试验 6 的性能为:含水量 2 56%、透气性130 Pa、紧实率 45%、
10、抗压强度 1 11 kg/cm2、剪切强度 20 kPa、极限变形 0 71 mm、破碎指数 65 9%、表面稳定性 99 0%。试验 8 的性能为:含水量 2 54%、透气性130 Pa、紧实率 41%、抗压强度 1 4 kg/cm2、剪切强度22 kPa、极限变形053 mm、破碎指数585%、表面稳定性 98 4%。试验 9 的性能为:含水量 3 06%、透气性641江西科学2023 年第 41 卷133 Pa、紧实率 45%、抗压强度 1 20 kg/cm2、剪切强度 20 kPa、极限变形 0 62 mm、破碎指数69 3%、表面稳定性 99 1%。FS 含量越高、透气性越差，随着含
11、水量增加，透气性也随着增加，粘土含量越高时透气性越低;粘土含量和 FS 粉含量越高、紧实率越低，含水量为 2 5%时、紧实率较好;粘土含量越高、湿压强度越高，而 FS 粉的含量在 5%时，湿压强度最高，含水量越高，湿压强度较低;粘土含量越高，剪切强度越高;FS 粉的影响较为平缓，水的含量越高，剪切力越低;当粘土、FS 粉含量越大时，极限变形越大，水含量在 3%3 5%时极限变形量较大;当粘土、FS 粉和水含量分别在 8%、4%、3 5%时，破碎指数较高;粘土含量，FS 粉、水含量分别在 8%、4%、2 5%时，表面稳定性的影响较好。3结论1)从提高整体性能来看，FS 粉的效果比较好。综合对比
12、FS 粉的影响作用，认为 FS 粉的加入量控制在 4%5%较为合适。2)在考虑到控制紧实率的前提下，一般加入的水量应该控制在 2 5%3 0%之间，如果水含量在这个范围中而达不到这个要求时，可以考虑再加适当的水，一般按补加 1 mL 水可以增加 1 5%的紧实率计算补加水量。参考文献:1 XIA X，XIE S K Experimental investigation contrasttocoal dust and FS powder applicationJ AdvancedMaterials esearch，2011，311/313:2063 2066 2 夏翔，谢世坤，肖忠跃，等 型砂配
13、方对型砂性能影响的试验研究 J 热加工工艺，2012，41(17):4044 3 黄天佑 黏土湿型砂及其质量控制 M 2 版 北京:机械工业出版社，2016 4刘金城 如何选择合适的型砂添加剂J 铸造，2017，66(8):908 5 蓝伟铭 型砂水分及铸型紧实度检测与控制 J 热加工工艺，2015，44(5):109 110(上接第 126 页)7 李焱，戴睿，张云霞，等 藏西南高原植被 NDVI 时空变化及其与海拔梯度的关系J 水土保持研究，2022，29(4):215 222 8 陈琪，杨九艳，闫瑞玲，等 荒漠区不同植被类型 ND-VI 变化特征分析 以内蒙古阿拉善盟为例 J 中国草地学
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